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持续的数字化改进提高轧棉厂产量

来源:控制工程网2020.10.09阅读 554

  Milstead农场集团的轧棉厂需要其生产过程能够每周6天、每天24小时不间断以最佳水平运行,直到将当季收获的棉花都打捆为止。当Milstead农场集团第一次开始将散棉加工成棉包(轧棉)时CONTROL ENGINEERING China版权所有,每年生产15,000包(500磅)。多年来,他们的生产能力不断增加,到2018年时突破了65,000包。
  因此该厂必须提高生产率才能达到预期目标。不断增长的生产需求,需要在2017年轧棉季末,配置更好的设备和更精细的过程控制,更强大的可编程逻辑控制器(PLC)和本地输入/输出(I/O)机架,并在2018年轧棉季之后安装新的Profinet通信主干网。

加湿器控制柜的外观。 新的Profinet I/O代替了旧的PLC,因此可以将控制逻辑集成到轧棉控制系统中。这旨在从主轧棉控制台上,为运行人员提供控制和监视功能。本文图片来源:Design Automated Controls

  争分夺秒的工作
  由于工厂每年只运营3个月,毫无疑问,工厂的主要任务是争分夺秒,从原材料中获得最大的收益。Milstead农场集团刚开始轧棉时CONTROL ENGINEERING China版权所有,生产能力根本无法和现在相比。由于对新设备和现有系统维护的投资www.cechina.cn,轧棉产量从最初的每小时25包提高到每小时50包。这需要更强大的过程控制,需要更新PLC和I/O系统,并对通讯系统进行升级。
  总经理Joey Scarborough表示:“在这些技术上的投资,使我们能够为客户带来更好的收益。我们观察到,在Milstead集团和整个轧棉行业中CONTROL ENGINEERING China版权所有,正在大力推动更多的先进控制。”轧棉厂通常依靠控制系统来提高生产能力和提高效率。
  升级通讯网络
  最新的网络升级项目有两个目标:首先是更换现有设备上陈旧的PLC,该PLC主要对空气进行湿度控制,然后将棉花输送到棉包压榨机中。第二个是提供与新设备的接口,该设备为湿度控制装置而购买,但该装置没有足够的能力来应对产量的增加。
  棉花的价格根据多种特性确定,其中包括水含量。当棉花从田间运来时CONTROL ENGINEERING China版权所有,棉花可能已经储存了数周,除了在打包过程中加湿外,工厂还可能需要使用空气干燥器干燥棉花。干旱的夏季(例如2019年的干旱),会使实现合适的水份平衡变得复杂。
  自2006年以来,一直与Milstead合作的自动化控制系统集成商技术专家David Adams,需要与客户一起努力,在2019年5月至9月之间,新的轧棉季开始之前完成该项目,时间非常紧迫。
  升级设备前,需要决定使用哪种硬件,确定更换多少I/O,哪些I/O可以转移到计划添加的人机界面(HMI)上。该项目的第一步,实际上始于2017年轧棉季节结束时。Adams说,“当时我们提议用新PLC和本地机架替换现有的PLC的机架,但使用现有模块。这样可以确保在出现故障时CONTROL ENGINEERING China版权所有,有备件可用。”
  新增加的Profinet,提供了一种在不改变现有Profibus系统的情况下,将工厂中的两个控制器联网的方法。选择它,还因为其允许未来升级,特别是Profibus网络上的5个老化HMI。由于在未来几年内,它们会被基于以太网的HMI所取代,所以现在仍将其保留在Profinet网络上。

该过程的核心是3个轧棉机支架,用于从棉花中除去种子。棉花在到达这里之前,已经进行了预处理,清除了棉花中的所有杂物,并将水份含量调整到尽可能理想的水平。

进入轧花给料机的棉花模块。传送带将它们送入模块给料装置,该装置将压实的棉花分离。

配置了ProfinetI/O(西门子ET200S)的加湿器控制柜的内部视图。

  无缝的渐进式迁移
  当工厂中的机器仍在使用Profibus协议时CONTROL ENGINEERING China版权所有,它们可以与控制系统无缝对接。已安装的新CPU具有板载Profibus和Profinet接口,这使安装和调试工作更有效,并且具有支持现有代码转换的内存容量。ProfinetI/O还替换了现有设备控制的I/O。
  Milstead农场在不断改善设备和过程控制,Profinet易于扩展和安装,并且具有更高的数据传输速率,这是更新网络的主要原因。只需200英尺的电缆www.cechina.cn,即可安装服务新I/O和控制器的Profinet。
  Adams说:“该项目和PLC升级所带来的意外收获,是HMI可以提供更多更好的故障排除工具,为运行和维护人员提供了很大帮助。他们需要生产成品CONTROL ENGINEERING China版权所有,而不是在机器上工作。HMI中深入的运行状态功能,可以帮助他们解决问题,这将减少停机时间,提高生产率,并降低运营成本。”(作者:Nelly Ayllon Lazo)
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